[发明专利]用于连接燃料电池的部件的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分的特征所述的连接燃料电池的部件的方法，以及一种如权利要求7的前序部分的特征所述的用于连接燃料电池的部件的装置。

背景技术

现有技术中，US 2009/0162734 A1公开过一种制造燃料电池的膜电极单元的方法。其中，将借助光照固化的树脂施加到覆有催化剂的膜片(CCM)上，并通过光照对该树脂进行预固化。为构建膜电极单元，向该膜片上施加气体扩散层，并使其与经过预固化的树脂接触。随后在热固化过程中将该树脂完全固化。

WO 2008/040682 A1提出一种制造膜片-电极单元的方法。该膜片-电极单元包含阳极催化剂层，聚合物电解质膜片，以及阴极催化剂层。在该方法中，将由可UV固化材料构成的第一边缘施加到聚合物电解质膜片上，其中，该聚合物电解质膜片的内部区域保持无可UV固化材料的状态。涂覆一催化剂层，该催化剂层将聚合物电解质膜片的内部区域覆盖，并与第一边缘交叠。将由可UV固化材料构成的第二边缘施加到第一边缘上，其中，第二边缘将催化剂层包围。将由可UV固化材料构成的第三边缘施加到第二边缘上，其中，第三边缘与催化剂层交叠。用UV辐射对第一、第二和第三边缘进行照射。

发明内容

本发明的目的是，提供用于连接燃料电池的部件的一种改进型方法及一种改进型装置。

本发明用以达成上述目的的解决方案是，一种具有权利要求1所述特征的连接燃料电池的部件的方法，以及一种具有权利要求7所述特征的用于连接燃料电池的部件的装置。

本发明的优选技术方案由从属权利要求给出。

在所述连接燃料电池的部件的方法中，将液态的可光化学固化的粘合剂至少局部施加到所述燃料电池的至少一个部件上、进行光化学预固化、与所述燃料电池的至少另一部件进行接触，以及进行固化。

根据本发明，对所述部件的至少两个部件区域内的所述粘合剂进行不同程度的光化学预固化。该预固化也称作对所述粘合剂的预交联。

这样便能针对性地对所述粘合剂的流变属性进行调节，从而使该流变属性与所述部件的不同部件区域内的相应需求相匹配，以便可以确保以最佳的方式将所述燃料电池的待相互粘合的部件粘接。对所述粘合剂的较高程度的预固化能够提高所述粘合剂的粘度，从而防止所述粘合剂在所述部件上流散。较低程度的预固化使得所述粘合剂在预固化后具有相应较低的粘度，即具有较高的流动性，以便其可以更佳地分布，以及例如可以更佳地进入粗糙和/或多孔的结构，从而例如借助所述粘合剂使粗糙变得平坦。这样便能将所述粘合剂例如也用作密封件，其中，借助特别是在一部件区域内的最佳且均匀的分布实现可靠的密封效果，在该部件区域内所述粘合剂在预固化后仍具有小的粘性。

与现有技术中已知的热固化且平面接合的薄膜状粘合剂相比，采用所述液态的、可光化学固化的粘合剂时不会产生边角料，因而不增加材料用量。此外，所述可光化学固化的粘合剂有助于大幅缩短固化时间，以及，与所述薄膜状粘合剂不同，所述可光化学固化的粘合剂以无接触的方式固化。采用所述可光化学固化的粘合剂还能减小成本。

在一种优选实施方式中，将所述可光化学固化的粘合剂仅施加到所述至少一个部件的一部件区域中，随后在该部件区域中还对所述粘合剂进行光化学预固化。亦即，对施加到所述至少一个部件上的所有可光化学固化的粘合剂进行光化学预固化，其中，在所述燃料电池的所述至少一个部件的不同部件区域内对所述粘合剂进行不同程度的光化学预固化。这样便不会对不受控制的流散部分进行预固化，从而防止施加到所述燃料电池的所述至少一个部件上的粘合剂的极其稀薄，亦即，例如防止所述部件的不需要施加粘合剂的区域被所述粘合剂润湿。

优选将所述可光化学固化的粘合剂至少局部施加到所述燃料电池的构建为膜电极单元的第一框架元件的第一部件上及所述燃料电池的构建为所述膜电极单元的第二框架元件的第三部件上，其中，在对所述可光化学固化的粘合剂进行过光化学预固化后，将所述燃料电池的构建为所述膜电极单元的覆有催化剂的膜片的第二部件定位在所述第一部件与所述第三部件之间，将所述三个部件接合在一起，以及对所述可光化学固化的粘合剂进行固化。在将所述三个部件接合在一起的过程中，使所述粘合剂同样与所述第二部件接触，从而也将所述第一部件与所述第三部件粘合，以及将所述第二部件与所述另两个部件粘合。